最近，《自然•通讯》(Nature Communications)发表了题为“Observation of quadratic Weyl points and double-helicoid arcs”（《二次型Weyl点和双螺旋费米弧的实验观测》）的研究论文。第一署名单位为武汉大学，何海龙博士后为第一作者，邱春印教授、刘正猷教授为论文的共同通讯作者。这项工作的合作者还包括武汉大学的博士生蔡祥曦，武汉大学的肖孟教授、柯满竹教授，以及美国UT Dallas大学的张帆教授。该研究受国家重点研发项目、国家自然科学基金委重大项目等基金资助。

近年来，人们对拓扑半金属进行了大量研究。其中典型的例子是狄拉克半金属和外尔半金属（分别以三维布里渊区中孤立的四重和二重线性简并为特征），它们是高能物理的类比物。最近，超越以上高能类比的“非常规准粒子”在凝聚态物理和材料科学领域引起了极大关注。

基于三维手性声子晶体，这项研究实验报道了二次型外尔点及其相应的双螺旋拓扑表面态。区别于现有的“非常规准粒子”，如三重或四重线性简并的自旋-1外尔点和荷-2狄拉克点，这里的二次型外尔点是二重简并点，在其附近沿两个方向是抛物型、第三个方向是线性（见图1）。除以上反常的体色散特征外，还实验揭示了奇异的双螺旋拓扑表面态，它从二次型外尔点出发，终止于两个常规的线性外尔点，进一步为这种非常规的拓扑节点提供了确凿的实验证据（见图2）。

图1：（a）声子晶体中四个不同外尔点的局部放大图，其中Γ点和A点的二重简并点为二次型外尔点，其它为常规外尔点。（b-d）相应的实验证明。

图2：双螺旋拓扑表面态的实验验证。

附全文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-15825-5